[发明专利]光束控制装置、驱动其的方法及包括其的LiDAR系统

说明书

提供了一种光束控制装置、一种驱动该光束控制装置的方法以及一种包括该光束控制装置的光探测和测距(LiDAR)系统。该光束控制装置包括：相位调制器件，其被配置为调制入射光的相位并至少发射第一发射光和第二发射光；以及光束反射器件，其被配置为将第一发射光和第二发射光中的至少一个反射到物体。相位调制器件包括配置为独立地调制入射光的相位的多个通道，并且当第一相位值和第二相位值中的一个被应用于所述多个通道的每个时，二元相位分布被形成。

技术领域

与示例性实施方式一致的方法和装置涉及光束控制装置、驱动该光束控制装置的方法以及包括该光束控制装置的光探测和测距(LiDAR)系统。

背景技术

光学相控阵(OPA)是可以在用于通过扫描激光束获得周围环境的信息的光探测和测距(LiDAR)系统中使用的光调制器方法。OPA可以通过在相邻通道之间引起预定的相位差而使发射自多个通道的光转向预定的角度。

为了有效地使用OPA，每个通道应具有范围从0π到2π的相位调制。否则，光束控制的效率会降低并且信噪比(SNR)会减小，从而降低整个LiDAR系统的效率。

发明内容

一个或更多个示例性实施方式可以提供光束控制装置、驱动该光束控制装置的方法、以及包括该光束控制装置的LiDAR系统。

额外的示例性方面将在下面的描述中被部分地阐述且部分将自该描述明显，或者可以通过所提出的示例性实施方式的实践被了解。

根据一示例性实施方式的一方面，一种光束控制装置包括：相位调制器件，其被配置为调制入射光的相位并至少发射第一发射光和第二发射光；以及光束反射器件，其被配置为将第一发射光和第二发射光中的至少一个反射到物体，其中相位调制器件包括配置为独立地调制入射到其上的光的相位的多个通道，并且当第一相位值和第二相位值中的一个被应用于所述多个通道的每个时，二元相位分布被形成。

第一发射光可以从相位调制器件发射到物体，第二发射光可以被光束反射器件反射到物体。

通过调节第二发射光的反射角，第一发射光的扫描区域和第二发射光的扫描区域可以被控制为相同或者可以被控制为彼此相邻地安置。

相位调制器件可以包括：相位调制器，其包括多个通道；信号输入单元，其被配置为将用于相位调制的输入信号施加到所述多个通道的每个；二元设定器，其被配置为通过依据所述多个通道的数量准周期性地布置第一相位值和第二相位值并且按照所述多个通道布置的次序分配第一相位值和第二相位值而设定二元相位分布；以及控制器，其被配置为根据二元相位分布控制信号输入单元。

二元设定器还可以被配置为重复地执行为所述多个通道中的一个或更多个第一相邻通道设定第一相位值并且为所述多个通道中的一个或更多个第二相邻通道设定第二相位值的过程，其中相位调制器件的光学性能根据第一相位值和第二相位值的布置模式在其中重复的周期的平均值是可调节的。

二元设定器可以使相位调制器能够根据下式使入射光转向角度θ：

其中λ是入射光的波长，T_k是第一相位值和第二相位值的布置模式在其中重复的第k周期，<T_k>是周期的平均值。

二元设定器还可以被配置为使用从0π到2π的整个相位值范围设定全相位分布以实现期望的光学性能并且将全相位分布的每个相位值校正为第一相位值和第二相位值中的一个。

二元设定器还可以被配置为将落在设定范围内的相位值校正为第一相位值并且将该设定范围外的相位值校正为第二相位值第一相位值与第二相位值之间的差可以为π，并且该设定范围的宽度可以为π。